微烟无气味铸钢环保再生覆膜砂工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种微烟无气味铸钢环保再生覆膜砂工艺，通过将润滑剂替换为羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺和相应助剂磷酸三异丙酯，显著增强了覆膜砂的热态抗拉强度和环保性；通过冷冻破壳的方式来除去覆膜砂表面的固化树脂，通过改性氮化铝和制备脱壳助剂，大大提高了覆膜砂废砂的脱壳率，同时制备了一种摩擦助剂来增强对覆膜砂再生砂的颗粒整形，进而增强再生砂制备得到的覆膜砂的流动性

【技术实现步骤摘要】
微烟无气味铸钢环保再生覆膜砂工艺


[0001]本专利技术属于覆膜砂制备
，具体涉及一种微烟无气味铸钢环保再生覆膜砂工艺
。

技术介绍

[0002]覆膜砂铸造在铸造领域已经有较长历史，覆膜砂有冷法和热法两种覆膜工艺：冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂；热法把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却
、
破碎
、
筛分得覆膜砂
。
[0003]因铸钢时钢液的浇筑温度较铸铁时更高，所以铸钢覆膜砂相较铸铁覆膜砂需要更强的耐火性以及热拉强度，耐火性和热拉强度不佳的情况下会影响覆膜砂的结构稳定性，会使得覆膜砂在使用过程中发生结构的变形和破坏等问题，现有技术制备得到的覆膜砂在使用过程中烟大且气味重，使用过后的覆膜砂废砂再生困难，具有能耗大
、
费用高和收率低的问题，使得再生覆膜砂成本高于新砂，导致覆膜砂废砂的堆积从而对环境产生了污染
。
[0004]因此，亟需一种强度高
、
环保且可以再生的覆膜砂工艺
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于：提供一种微烟无气味铸钢环保覆膜砂制备工艺
。
[0006]本专利技术的第二目的在于：提供一种铸钢环保覆膜砂废砂再生工艺
。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案包括以下步骤：一种微烟无气味铸钢环保覆膜砂制备工艺，具体步骤为：（1）将
100~110
份粒径在
0.15~0.3mm
的砂加入搅拌机中，随后升温至
100~130℃
搅拌预热
30~40min
；（2）预热完成后将
3~6
份酚醛树脂加入搅拌机中，搅拌
75~85s
；（3）继续往搅拌机中加入
50~60
份改性氮化铝，搅拌
50~70s
；（4）将
10~14
份乌洛托品和水按照
1:1.6~2
的质量比混合后加入搅拌机中，搅拌
35~45s
；（5）最后将
4~6
份羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺和
2~3
份磷酸三异丙酯加入搅拌机中，搅拌
50~60s
后自然冷却至室温即得微烟无气味铸钢环保覆膜砂
。
[0008]进一步地，步骤（3）中所述改性氮化铝的制备方法为：将粒径在
0.07~0.1mm
氮化铝浸没于
75%
体积分数的乙醇溶液中，然后使用超声波清洗
5~7min
，清洗完成后将氮化铝浸没于油醇亚油酸酯中并升温至
36~40℃
，充分搅拌
3~5min
后即得改性氮化铝；一种铸钢环保覆膜砂再生工艺，具体步骤为：（1）将铸钢环保覆膜砂废砂经振动机破碎筛选后通过磁铁分选除去废砂中的碎铁后得混合物
a
；（2）将混合物
a
浸没于
40%~45%
质量分数的硫酸溶液中，充分搅拌反应
30~40min
，反
应完成后使用去离子水洗涤至中性得混合物
b
；（3）将混合物
b
浸没于脱壳助剂中，搅拌浸渍
3~5min
后将混合物
b
转入
‑
20~
‑
15℃
环境中冷冻
2~3h
，随后趁冷以
800~1000r/min
的转速进行搅拌脱壳即得混合物
c
；（4）将混合物
c
和占其
1%~2%
质量的摩擦助剂转入高速涡轮式四转轮，同时通过涡轮式预热器对混合物
c
进行预热，随后启动高速涡轮式四转轮，使得混合物
c
相互冲击和摩擦，持续时间为
50~60s
，随后转入焙烧炉焙烧
15~25s
，冷却后即得覆膜砂再生砂
。
[0009]进一步地，步骤（3）中所述脱壳助剂制备方法为：将
9%
体积分数的丙二醇溶液和十二烷基醇酰胺磷酸酯按1：
0.2~0.3
的体积比混合即得
。
[0010]进一步地，步骤（4）中所述摩擦助剂的制备方法为：将活性炭和碳化硼按照1：
1~1.4
的质量比充分搅拌混合，随后放入马弗炉中，以
10℃/min
的速度加热至
150~200℃
，保温
60~80min
，随后继续以
10℃/min
的速度加热至
900~1000℃
，保温
1.5~2.5h
，随后自然冷却至室温得混合物
a
，随后将混合物
a、
磷硅酸铝
、
脂肪醇醚磷酸酯钾盐和水按照
1.2~1.4
：
0.6~0.8
：
0.08~0.12
：
0.5~0.7
的质量比配比，先将脂肪醇醚磷酸酯钾盐和水混合均匀，随后加入混合物
a
继续搅拌
2~3min
，最后加入磷硅酸铝，将体系升温至
32~34℃
，保温搅拌
8~10min
，随后加入制粒机中制粒即得摩擦助剂
。
[0011]本专利技术的有益效果在于：（1）羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺相较硬脂酸钙有更强的润滑性
、
脱模效果以及耐热稳定性，可以使得反应体系内各组分更加均匀混合在一起，进而促进树脂完全固化，消耗其含有的游离甲醛以及游离酚，增强覆膜砂性能的同时也提高了环保性，其在酚醛树脂中的分散性也更好，这可以使得羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺可以更好的发挥其润滑作用，同时羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺的迁移性更弱，克服了硬脂酸钙易析出的缺陷；（2）磷酸三异丙酯具有渗透和分散的效果，与羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺具有协同增效的作用，磷酸三异丙酯还具有阻燃和增塑的效果，可以抑制覆膜砂的燃烧，减少烟和有害气体的排放，以及增强覆膜砂的延展性等性质，磷酸三异丙酯的黏度也较低，可以调和整个体系的黏度使得其不会太粘稠；（3）氮化铝可以增强覆膜砂的强度和耐火性，其在高温下可以产生氧化物薄膜，进一步增强覆膜砂的耐火性，同时氮化铝的导热性很强，可以保证铸件均热性以及有效散热从而提高铸件的质量，但酚醛树脂中含有部分水分，氮化铝遇水会发生水解反应，同时氮化铝在酚醛树脂中分散性不佳，所以在氮化铝表面涂覆一层油醇亚油酸酯，油醇亚油酸酯不溶于水，可以很好地保护氮化铝，同时其具有优良的分散和润滑性，可以使得氮化铝可以均匀地分布在酚醛树脂中且对羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺有增效的作用；（4）十二烷基醇酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微烟无气味铸钢环保覆膜砂制备工艺，其特征在于：具体步骤为：（1）将
100~110
份粒径在
0.15~0.3mm
的砂加入搅拌机中，随后升温至
100~130℃
搅拌预热
30~40min
；（2）预热完成后将
3~6
份酚醛树脂加入搅拌机中，搅拌
75~85s
；（3）继续往搅拌机中加入
50~60
份改性氮化铝，搅拌
50~70s
；（4）将
10~14
份乌洛托品和水按照
1:1.6~2
的质量比混合后加入搅拌机中，搅拌
35~45s
；（5）最后将
4~6
份羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺和
2~3
份磷酸三异丙酯加入搅拌机中，搅拌
50~60s
后自然冷却至室温即得微烟无气味铸钢环保覆膜砂
。2.
如权利要求1所述的制备的微烟无气味铸钢环保覆膜砂的一种再生工艺，其特征在于：具体步骤为：（1）将微烟无气味铸钢环保覆膜砂废砂经振动机破碎筛选后通过磁铁分选除去废砂中的碎铁后得混合物
a
；（2）将混合物
a
浸没于
40%~45%
质量分数的硫酸溶液中，充分搅拌反应
30~40min
，反应完成后使用去离子水洗涤至中性得混合物
b
；（3）将混合物
b
浸没于脱壳助剂中，搅拌浸渍
3~5min
后将混合物
b
转入
‑
20~
‑
15℃
环境中冷冻
2~3h
，随后趁冷以
800~1000r/min
的转速进行搅拌脱壳即得混合物
c
；（4）将混合物
c
和占其
1%~2%
质量的摩擦助剂转入高速涡轮式四转轮，同时通过涡轮式预热器对混合物
c
进行预热，随后启动高速涡轮式四转轮，使得混合物
c

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启明，余天，周景宇，林赤锋，刘天鸿，陈浩，
申请(专利权)人：上饶市聚力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：